JVM虛擬機

做爲一種閱讀的方式瞭解下jvm的工做原理

 

JVM工做原理和特色主要是指操做系統裝入JVM是經過jdk中Java.exe來完成,經過下面4步來完成JVM環境.

1.建立JVM裝載環境和配置

2.裝載JVM.dll

3.初始化JVM.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例

4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。

在咱們運行和調試Java程序的時候,常常會提到一個JVM的概念.JVM是Java程序運行的環境,可是他同時一個操做系統的一個應用程序一個進程,所以他也有他本身的運行的生命週期,也有本身的代碼和數據空間.

首先來講一下JVM工做原理中的jdk這個東西,無論你是初學者仍是高手,是j2ee程序員仍是j2se程序員,jdk老是在幫咱們作一些事情.咱們在瞭解Java以前首先大師們會給咱們提供說jdk這個東西.它在Java整個體系中充當着什麼角色呢?我很驚歎sun大師們設計天才,能把一個如此完整的體系結構化的如此完美.jdk在這個體系中充當一個生產加工中心,產生全部的數據輸出,是全部指令和戰略的執行中心.自己它提供了Java的完整方案,能夠開發目前Java能支持的全部應用和系統程序.這裏說一個問題,你們會問,那爲何還有j2me,j2ee這些東西,這兩個東西目的很簡單,分別用來簡化各自領域內的開發和構建過程.jdk除了JVM以外,還有一些核心的API,集成API,用戶工具,開發技術,開發工具和API等組成

好了,廢話說了那麼多,來點於主題相關的東西吧.JVM在整個jdk中處於最底層,負責於操做系統的交互,用來屏蔽操做系統環境,提供一個完整的Java運行環境,所以也就虛擬計算機. 操做系統裝入JVM是經過jdk中Java.exe來完成,經過下面4步來完成JVM環境.

1.建立JVM裝載環境和配置

2.裝載JVM.dll

3.初始化JVM.dll並掛界到JNIENV(JNI調用接口)實例

4.調用JNIEnv實例裝載並處理class類。

一．JVM裝入環境，JVM提供的方式是操做系統的動態鏈接文件．既然是文件那就一個裝入路徑的問題，Java是怎麼找這個路徑的呢？當你在調用Java test的時候，操做系統會在path下在你的Java.exe程序，Java.exe就經過下面一個過程來肯定JVM的路徑和相關的參數配置了．下面基於Windows的實現的分析．

首先查找jre路徑，Java是經過GetApplicationHome api來得到當前的Java.exe絕對路徑，c:\j2sdk1.4.2_09\bin\Java.exe,那麼它會截取到絕對路徑c:\j2sdk1.4.2_09\，判斷c:\j2sdk1.4.2_09\bin\Java.dll文件是否存在，若是存在就把c:\j2sdk1.4.2_09\做爲jre路徑，若是不存在則判斷c:\j2sdk1.4.2_09\jre\bin\Java.dll是否存在，若是存在這c:\j2sdk1.4.2_09\jre做爲jre路徑．若是不存在調用GetPublicJREHome查HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java Runtime Environment\「當前JRE版本號」\JavaHome的路徑爲jre路徑。

而後裝載JVM.cfg文件JRE路徑+\lib+\ARCH（CPU構架）+\JVM.cfgARCH（CPU構架）的判斷是經過Java_md.c中GetArch函數判斷的，該函數中windows平臺只有兩種狀況：WIN64的‘ia64’，其餘狀況都爲‘i386’。以個人爲例：C:\j2sdk1.4.2_09\jre\lib\i386\JVM.cfg.主要的內容以下：

 
 
 
  
-client KNOWN   
 
 
  
-server KNOWN   
 
 
  
-hotspot ALIASED_TO -client   
 
 
  
-classic WARN   
 
 
  
-native ERROR   
 
 
  
-green ERROR  
 

 

在咱們的jdk目錄中jre\bin\server和jre\bin\client都有JVM.dll文件存在，而Java正是經過JVM.cfg配置文件來管理這些不一樣版本的JVM.dll的．經過文件咱們能夠定義目前jdk中支持那些JVM,前面部分（client）是JVM名稱，後面是參數，KNOWN表示JVM存在，ALIASED_TO表示給別的JVM取一個別名，WARN表示不存在時找一個JVM替代，ERROR表示不存在拋出異常．在運行Java XXX是，Java.exe會經過CheckJVMType來檢查當前的JVM類型，Java能夠經過兩種參數的方式來指定具體的JVM類型，一種按照JVM.cfg文件中的JVM名稱指定，第二種方法是直接指定，它們執行的方法分別是「Java -J」、「Java -XXaltJVM=」或「Java -J-XXaltJVM=」。若是是第一種參數傳遞方式，CheckJVMType函數會取參數‘-J’後面的JVM名稱，而後從已知的JVM配置參數中查找若是找到同名的則去掉該JVM名稱前的‘-’直接返回該值；而第二種方法，會直接返回「-XXaltJVM=」或「-J-XXaltJVM=」後面的JVM類型名稱；若是在運行Java時未指定上面兩種方法中的任一一種參數，CheckJVMType會取配置文件中第一個配置中的JVM名稱，去掉名稱前面的‘-’返回該值。CheckJVMType函數的這個返回值會在下面的函數中匯同jre路徑組合成JVM.dll的絕對路徑。若是沒有指定這會使用JVM.cfg中第一個定義的JVM.能夠經過set _Java_LAUNCHER_DEBUG=1在控制檯上測試．

最後得到JVM.dll的路徑，JRE路徑+\bin+\JVM類型字符串+\JVM.dll就是JVM的文件路徑了，可是若是在調用Java程序時用-XXaltJVM=參數指定的路徑path,就直接用path+\JVM.dll文件作爲JVM.dll的文件路徑．

二：裝載JVM.dll

經過第一步已經找到了JVM的路徑，Java經過LoadJavaVM來裝入JVM.dll文件．裝入工做很簡單就是調用Windows API函數：

LoadLibrary裝載JVM.dll動態鏈接庫．而後把JVM.dll中的導出函數JNI_CreateJavaVM和JNI_GetDefaultJavaVMInitArgs掛接到InvocationFunctions變量的CreateJavaVM和GetDefaultJavaVMInitArgs函數指針變量上。JVM.dll的裝載工做宣告完成。

三：初始化JVM，得到本地調用接口，這樣就能夠在Java中調用JVM的函數了．調用InvocationFunctions－>CreateJavaVM也就是JVM中JNI_CreateJavaVM方法得到JNIEnv結構的實例．

四：運行Java程序．

Java程序有兩種方式一種是jar包，一種是class. 運行jar,Java -jar XXX.jar運行的時候，Java.exe調用GetMainClassName函數，該函數先得到JNIEnv實例而後調用Java類Java.util.jar.JarFileJNIEnv中方法getManifest()並從返回的Manifest對象中取getAttributes("Main-Class")的值即jar包中文件：META-INF/MANIFEST.MF指定的Main-Class的主類名做爲運行的主類。以後main函數會調用Java.c中LoadClass方法裝載該主類（使用JNIEnv實例的FindClass）。main函數直接調用Java.c中LoadClass方法裝載該類。若是是執行class方法。main函數直接調用Java.c中LoadClass方法裝載該類。

而後main函數調用JNIEnv實例的GetStaticMethodID方法查找裝載的class主類中

「public static void main(String[] args)」方法，並判斷該方法是否爲public方法，而後調用JNIEnv實例的

CallStaticVoidMethod方法調用該Java類的main方法。